KR102527851B1 - Array antenna including multiple polarization portsand and electronic device including the same - Google Patents

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Abstract

본 개시(disclosure)는 배열 안테나에 관한 것으로, 구체적으로 인접 위치에 다중 포트를 배열하여 다중 편파를 포함하는 배열 안테나에 관한 것이다. 구체적으로, 배열 안테나는, 제1 두께를 가지는 직사각형 형태의 제1 기판; 상기 제1 기판의 아랫 면에 접하여 배치되는 제2 두께를 가지는 직사각형 형태의 제2 기판; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 의하여 공유되는 접지면; 상기 접지면을 관통하여 배치되는 제1 포트들 및 제2 포트들을 포함할 수 있다.The present disclosure relates to an array antenna, and more specifically, to an array antenna including multiple polarizations by arranging multiple ports at adjacent locations. Specifically, the array antenna may include a first substrate having a rectangular shape having a first thickness; a second substrate having a rectangular shape and having a second thickness disposed in contact with a lower surface of the first substrate; a ground plane shared by the first substrate and the second substrate; It may include first ports and second ports disposed penetrating the ground plane.

Description

다중 편파 포트들을 포함하는 배열 안테나 및 이를 포함하는 전자 장치{ARRAY ANTENNA INCLUDING MULTIPLE POLARIZATION PORTSAND AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}Array antenna including multiple polarization ports and electronic device including the same

본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 다중 편파 포트들을 포함하는 배열 안테나 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.The present disclosure generally relates to a wireless communication system, and more particularly to an array antenna including multiple polarization ports in a wireless communication system and an electronic device including the same.

최근 스마트폰, 태블릿 의료기기, IoT 기기 등에서는 무선 통신 기술을 적용하여 안테나를 이용해 외부의 디바이스와 데이터를 교환하는 경우가 많아지고 있다. 이러한 데이터 통신을 위해 디바이스와 디바이스 사이에 채널 용량(channel capacity)을 최대화하기 위해 다양한 편파특성들(예: LP(linear polarization), RHCP(right hand circular polarization), LHCP(left hand circular polarization))이 요구되고 있다. 이러한 추세에 따라, 편파가 다른 특성의 안테나를 구현하기 위해 다중 방사체가 사용되는 경우, 이에 따라 다양한 편파를 가지는 배열 안테나의 개구면 크기가 커지면서 디바이스 내에 적용하기 어려운 문제가 있다.Recently, smart phones, tablet medical devices, IoT devices, and the like apply wireless communication technology to exchange data with external devices using antennas. For such data communication, various polarization characteristics (e.g., LP (linear polarization), RHCP (right hand circular polarization), LHCP (left hand circular polarization)) are required to maximize channel capacity between devices. is being demanded According to this trend, when multiple radiators are used to implement antennas with different polarization characteristics, the size of the aperture of array antennas having various polarizations increases accordingly, making it difficult to apply them to devices.

따라서, 하나의 방사체만 이용하여 배열 안테나의 크기를 소형화 하고, 다중 편파를 구현할 수 있는 기술이 요구되고 있다.Therefore, a technique capable of miniaturizing the size of an array antenna and realizing multiple polarization using only one radiator is required.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 배열 안테나에 관한 것으로, 구체적으로 다중 편파 특성을 개선하기 위해, 인접 위치에 다중 포트가 배치된 다중 편파 특성을 개선한 배열 안테나를 제공한다.Based on the discussion as described above, the present disclosure relates to an array antenna, and specifically provides an array antenna with improved multi-polarization characteristics in which multiple ports are disposed adjacent to each other in order to improve the multi-polarization characteristics. do.

또한, 본 개시는, 급전 패치에 다중 급전 구조를 사용함으로써, 좌회전원편파(left hand circular polarization, LHCP) 및 우회전원편파(right hand circular polarization, RHCP) 특성이 구현된 배열 안테나를 제공한다.In addition, the present disclosure provides an array antenna in which left hand circular polarization (LHCP) and right hand circular polarization (RHCP) characteristics are implemented by using a multi-feed structure in a feed patch.

또한, 본 개시는, 서로 직교하는 두 편파를 위해 하이브리드 칩 커플러(hybrid chip coupler)를 통해 서로 직교하는 두 편파들을 구현한 배열 안테나를 제공한다.In addition, the present disclosure provides an array antenna in which two polarized waves orthogonal to each other are implemented through a hybrid chip coupler for two polarized waves orthogonal to each other.

또한, 본 개시는, 인접한 위치에 다중 포트를이 배치됨에 따라, 급전 패치와 방사 패치 이득 특성이 개선된 배열 안테나를 제공한다.In addition, the present disclosure provides an array antenna having improved feed patch and radiation patch gain characteristics as multiple ports are disposed adjacent to each other.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 배열 안테나는, 제1 두께를 가지는 직사각형 형태의 제1 기판; 상기 제1 기판의 아랫 면에 접하여 배치되는 제2 두께를 가지는 직사각형 형태의 제2 기판; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 의하여 공유되는 접지면; 상기 접지면을 관통하여 배치되는 제1 포트들 및 제2 포트들을 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, an array antenna may include a rectangular first substrate having a first thickness; a second substrate having a rectangular shape and having a second thickness disposed in contact with a lower surface of the first substrate; a ground plane shared by the first substrate and the second substrate; It may include first ports and second ports disposed penetrating the ground plane.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 배열 안테나는, 인접 위치에 서로 다른 편파를 갖는 포트들이 배열됨으로써, 하나의 방사체를 통해 편파 다이버시티 이득을 제공할 수 있게 한다.An array antenna according to various embodiments of the present disclosure may provide polarization diversity gain through one radiator by arranging ports having different polarizations in adjacent positions.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 배열 안테나는, 고유전체와 단일 방사체로의 다중 급전을 통해, 안테나의 크기를 줄임과 동시에 편파 다이버시티 이득을 제공할 수 있게 한다.In addition, the array antenna according to various embodiments of the present disclosure can reduce the size of the antenna and simultaneously provide polarization diversity gain through multi-feeding of a high dielectric and a single radiator.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나의 일 면을 도시한다.
도 3은 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나의 예시적인 설계 스펙에 대한 표를 도시한다.
도 4는 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나에 대한 이득 특성에 대한 그래프를 도시한다.
도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나에 대한 축비 특성에 대한 그래프를 도시한다.
도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나를 포함하는 전자 장치의 예를 도시한다.
1 shows a perspective view of an array antenna according to embodiments of the present disclosure.
2 illustrates one side of an array antenna according to embodiments of the present disclosure.
3 shows a table of exemplary design specifications of an array antenna according to embodiments of the present disclosure.
4 shows a graph of gain characteristics of an array antenna according to embodiments of the present disclosure.
5 illustrates a graph of axial ratio characteristics of array antennas according to embodiments of the present disclosure.
6 illustrates an example of an electronic device including an array antenna according to embodiments of the present disclosure.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in the present disclosure are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art described in this disclosure. Among the terms used in the present disclosure, terms defined in general dictionaries may be interpreted as having the same or similar meanings as those in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present disclosure, ideal or excessively formal meanings. not be interpreted as In some cases, even terms defined in the present disclosure cannot be interpreted to exclude embodiments of the present disclosure.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.In various embodiments of the present disclosure described below, a hardware access method is described as an example. However, since various embodiments of the present disclosure include technology using both hardware and software, various embodiments of the present disclosure do not exclude software-based access methods.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템을 위한 배열 안테나 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 이중 편파 안테나, 즉 서로 다른 편파를 함께 제공하는 방사 소자(예: 방사 패치)를 구현하기 위한 기술을 설명한다. 특히, Massive MIMO 기술을 통해 점점 보다 훨씬 더 많은 수의 안테나를 갖는 장비가 사용될 것으로 예상되므로, 소형화, 제조 시간, 생산 비용 측면에서 보다 효율적인 안테나 설계가 요구된다. Hereinafter, the present disclosure relates to an array antenna for a wireless communication system and an electronic device including the same. Specifically, the present disclosure describes a technique for implementing a dual polarization antenna, that is, a radiating element (eg, a radiating patch) providing different polarizations together. In particular, since equipment having a much larger number of antennas is expected to be used through Massive MIMO technology, a more efficient antenna design is required in terms of miniaturization, manufacturing time, and production cost.

이하 설명에서 사용되는 전자 장치의 부품을 지칭하는 용어(예: 기판, PCB(print circuit board), FPCB(flexible PCB), 모듈, 안테나, 안테나 소자, 회로, 프로세서, 칩, 구성요소, 기기), 부품의 형상을 지칭하는 용어(예: 구조체, 구조물, 지지부, 접촉부, 돌출부, 개구부), 구조체들 간 연결부를 지칭하는 용어(예: 연결부, 접촉부, 지지부, 컨택 구조체, 도전성 부재, 조립체(assembly)), 회로를 지칭하는 용어(예: PCB, FPCB, 신호선, 급전선(feeding line), 데이터 라인(data line), RF 신호 선, 안테나 선, RF 경로, RF 모듈, RF 회로) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다. 또한, 이하 사용되는 '...부', '...기', '...물', ‘...체' 등의 용어는 적어도 하나의 형상 구조를 의미하거나 또는 기능을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.Terms used in the following description to refer to parts of an electronic device (e.g., board, printed circuit board (PCB), flexible PCB (FPCB), module, antenna, antenna element, circuit, processor, chip, component, device), Terms referring to the shape of a component (e.g. structure, structure, support, contact, protrusion, opening), term referring to the connection between structures (e.g., connection, contact, support, contact structure, conductive member, assembly) ), terminology designating circuits (e.g. PCB, FPCB, signal line, feeding line, data line, RF signal line, antenna line, RF path, RF module, RF circuit) is for convenience of explanation. is illustrated for Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms having equivalent technical meanings may be used. In addition, terms such as '... unit', '... unit', '... water', '... body' used below mean at least one shape structure or a unit that processes a function. can mean

또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용될 수 있으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다. In addition, in the present disclosure, an expression of more than or less than may be used to determine whether a specific condition is satisfied or fulfilled, but this is only a description for expressing an example, and more or less description not to exclude Conditions described as 'above' may be replaced with 'exceeds', conditions described as 'below' may be replaced with 'below', and conditions described as 'above and below' may be replaced with 'above and below'.

또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.In addition, although the present disclosure describes various embodiments using terms used in some communication standards (eg, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) and Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)), this is only an example for explanation. • Various embodiments of the present disclosure can be easily modified and applied to other communication systems.

최근 스마트폰, 태블릿 의료기기, IoT 기기 등에서는 무선 통신 기술을 적용하여 안테나를 이용해 외부의 디바이스와 데이터를 교환하는 경우가 많아지고 있다. 이러한 환경에서, 통신 성능을 높이기 위해 무선 통신을 수행하는 장비의 안테나(또는 안테나 소자(antenna element))들의 개수는 증가하고 있다. 또한, 안테나 소자를 통해 수신되거나 송신되는 RF 신호를 처리하기 위한 RF 부품, 구성요소들(components)의 개수도 증가하게 되어 통신 장비를 구성함에 있어 통신 성능을 충족하면서 공간적 이득, 비용적 효율이 필수적으로 요구된다. 이러한 요구사항들을 충족시키기 위하여, 다중 편파를 활용하는 이중 편파 안테나가 이용되고 있다. 서로 다른 편파의 신호들 간 채널 상 독립성이 충족될수록, 편파 다이버시티 및 이에 따른 신호 이득이 증가할 수 있다. 즉, 이러한 데이터 통신을 위해 디바이스와 디바이스 사이에 채널 용량(channel capacity)를 최대화하기 위해 다양한 편파특성(LP(linear polarization), RHCP(right hand circular polarization), LHCP(left hand circular polarization))이 요구되고 있다. Recently, smart phones, tablet medical devices, IoT devices, and the like apply wireless communication technology to exchange data with external devices using antennas. In this environment, the number of antennas (or antenna elements) of equipment performing wireless communication is increasing in order to improve communication performance. In addition, as the number of RF parts and components for processing RF signals received or transmitted through antenna elements increases, space gain and cost efficiency are essential while meeting communication performance in configuring communication equipment. is required as In order to satisfy these requirements, a dual polarization antenna utilizing multiple polarization is being used. As channel independence between signals of different polarizations is satisfied, polarization diversity and thus signal gain may increase. That is, various polarization characteristics (LP (linear polarization), RHCP (right hand circular polarization), LHCP (left hand circular polarization)) are required to maximize the channel capacity between devices for such data communication. It is becoming.

편파가 다른 특성의 안테나를 구현하기 위해 다중 방사체를 사용하는 경우, 배열 안테나의 개구면 크기가 커지면서 디바이스내의 적용이 어려운 문제가 있다. 안테나들 간 간격이 축소되면, 인접 안테나들간 간섭이 증가하고 이는 CPR(cross polarization ratio) 성능의 열화를 야기한다. 즉, 배열 안테나 소자들을 무리하여 인접하게 배열한다면, 배열 안테나 소자들간 상호 간섭이 발생하고 구현하고자 하는 편파 특성이 현저히 저하될 수 있다. 이에 따라, 이중 편파 안테나에서 CPR(cross polarization ratio)의 개선은 필수적으로 요구되고 있다. CPR은 처리량(throughput), BER(bit error rate), 편파 다이버시티(Pol diversity) 등 주요한 통신 성능에 비례하기 때문이다. 따라서, 본 개시의 실시 예들은, 하나의 방사체에서 서로 다른 편파(예: 좌회전원편파(left hand circular polarization, LHCP) 및 우회전원편파(righ hand circular polarization, RHCP))를 구현함으로써, 배열 안테나의 크기를 소형화함과 동시에 편파 이득을 얻기 위한 기술을 제안한다.In the case of using multiple radiators to implement antennas with different polarization characteristics, there is a problem in that application in devices is difficult as the size of the aperture of the array antenna increases. When the distance between antennas is reduced, interference between adjacent antennas increases, which causes deterioration of cross polarization ratio (CPR) performance. That is, if the array antenna elements are arranged adjacently in a group, mutual interference occurs between the array antenna elements, and polarization characteristics to be implemented may be significantly deteriorated. Accordingly, improvement of cross polarization ratio (CPR) in a dual polarization antenna is required. This is because CPR is proportional to major communication performance such as throughput, bit error rate (BER), and polarization diversity. Therefore, embodiments of the present disclosure implement different polarizations (eg, left hand circular polarization (LHCP) and right hand circular polarization (RHCP)) in one radiator, thereby We propose a technique for miniaturizing the size and obtaining polarization gain at the same time.

본 개시의 실시 예들은 배열 안테나에 관한 것이다. 하나의 방사체(예:패치) 혹은 급전부(예: 급전 패치)에 다중 급전 구조를 적용함으로써, 동시에 좌회전원편파(left hand circular polarization, LHCP) 및 우회전원편파(right hand circular polarization, RHCP) 특성이 동시에 구현될 수 있다. Embodiments of the present disclosure relate to an array antenna. By applying a multi-feed structure to one emitter (e.g. patch) or feeder (e.g. feed patch), left hand circular polarization (LHCP) and right hand circular polarization (RHCP) characteristics at the same time can be implemented simultaneously.

본 개시의 실시 예들은, 서로 직교하는 두 편파를 위해 하이브리드 칩 커플러(hybrid chip coupler)를 사용함으로써, 임피던스 정합 특성을 개선하고, 원형 편파(circular polarization, CP)의 축비 특성을 안정적으로 제공할 수 있다. 원형 편파를 이용함으로서, 멀티 패스에 의한 영향을 최소화하여 배열 안테나의 성능을 개선할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나는 급전부 및 방사체 모두의 이득 특성을 증가시킬 수 있다.Embodiments of the present disclosure can improve impedance matching characteristics and stably provide axial ratio characteristics of circular polarization (CP) by using a hybrid chip coupler for two polarizations orthogonal to each other. there is. By using the circular polarization, it is possible to improve the performance of the array antenna by minimizing the effect of multipath. In addition, the array antenna according to the embodiments of the present disclosure may increase gain characteristics of both the feeder and the radiator.

본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나에는 하부 급전부에 4개의 급전 핀들에 직교한 신호들이 제공되도록 배치될 수 있다. 여기서, 두 개의 핀들, 즉 하나의 페어는 하이브리드 칩 커플(hybrid chip coupler)를 통해 LHCP 및 RHCP 특성을 구현할 수 있다. 다른 페어는 RHCP 또는 LHCP을 구현함으로써, 44개의 핀들을 통해 LHCP 특성 및 RHCP 특성이 배열 안테나에 함께 구현될 수 있다. An array antenna according to embodiments of the present disclosure may be disposed such that orthogonal signals are provided to four feeding pins in a lower feeding unit. Here, two pins, that is, one pair may implement LHCP and RHCP characteristics through a hybrid chip coupler. As the other pair implements RHCP or LHCP, the LHCP and RHCP characteristics can be implemented together in the array antenna through 44 pins.

상술한 방식을 통해, 안테나에 하나의 급전 패치가 사용되더라도 축비 특성이 저하되지 않고, 원형 편파특성이 유지될 수 있다. 고(高) 유전체와 하나의 급전 방사체만 이용하기 때문에 배열안테나의 배열 간극 또한 최소화가 가능하다. 배열 안테나의 방사체들 간 간격이 줄어듬으로써, 안테나의 소형화가 가능하다. 또한, 상부 방사 패치를 설계하여 단일 패치에 비하여 방사 패턴을 전면 방향(bore-sight)로 더 지향하게 만들어 이득 특성을 개선할 수 있다.Through the above method, even if one feeding patch is used for the antenna, the axial ratio characteristic is not deteriorated and the circular polarization characteristic can be maintained. Since only a high dielectric and one feeding radiator are used, the array gap of array antennas can also be minimized. By reducing the spacing between radiators of the array antenna, it is possible to miniaturize the antenna. In addition, by designing an upper radiation patch, a radiation pattern may be more directed in a bore-sight direction compared to a single patch, and gain characteristics may be improved.

즉, 본 개시의 실시 예들은 하나의 방세체를 사용함에도 불구하고 동시에 LHCP/RHCP 특성을 구현할 수 있고, 고유전체와 단일 방사체에 다중 급전을 하기 때문에 안테나의 크기를 소형화 시킬 수 있다. 본 개시는 다양한 어플리케이션에 적용 가능할 수 있다. 예를 들어 두개의 편파를 사용하는 기지국 안테나, RFID, 멀티패스에 의해 편파가 변형되는 수신용 IoT 디바이스, GPS 어플리케이션 등에 적용할 수 있다.That is, the embodiments of the present disclosure can implement LHCP/RHCP characteristics at the same time despite using a single radiator, and can reduce the size of an antenna because multiple power is supplied to a high dielectric and a single radiator. The present disclosure may be applicable to a variety of applications. For example, it can be applied to a base station antenna using two polarized waves, RFID, a receiving IoT device whose polarization is modified by multipath, and GPS applications.

이하, 도 1 내지 도 6을 통해 본 개시의 실시 예들에 따른 다중 편파 안테나의 배열, 구조, 성능, 및 적용 예들이 서술된다.Hereinafter, arrangements, structures, performances, and application examples of multi-polarization antennas according to embodiments of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나의 사시도를 도시한다s.1 shows a perspective view of an array antenna according to embodiments of the present disclosure;

도 1을 참고하면, 배열 안테나(100)은 제1 기판(103), 제2 기판(107), 접지면(113), 제1 포트들(111), 및 제2 포트들(109)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an array antenna 100 includes a first substrate 103, a second substrate 107, a ground plane 113, first ports 111, and second ports 109. can do.

제1 기판(103)은 방사체(101)가 실장되는 기판을 의미한다. 일 실시 예에 따라, 제1 기판(103)은 일정 폭(W)와 높이(h2)를 가지는 직육면체일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제1 기판(103)은 세라믹일 수 있다.The first substrate 103 means a substrate on which the radiator 101 is mounted. According to an embodiment, the first substrate 103 may be a rectangular parallelepiped having a predetermined width W and height h2. According to an embodiment, the first substrate 103 may be ceramic.

방사체(101)는 제1 기판(103)의 일 면 위에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 방사체(101)는 제1 기판(103)의 상부면에는 접한 상태로 위치할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 방사체(101)는 패치 행태로 구성될 수 있다. 즉, 방사체(101)는 방사 패치로 지칭될 수 있다. 이하 본 개시에서 방사 패치는 제1 패치로 지칭하여 서술될 수 있다. 예를 들어, 방사체(101)는 일정 폭(W1)을 가지는 직사각형 형태 일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 방사체(101)의 일정 폭(W1)은 제1 기판(103)의 일정 폭(W)보다 작을 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제1 기판(103)은 제1 기판(103)의 중심과 방사체(101)의 중심이 일치되도록 접할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 방사체(101)는 패치 면 내에 일정 영역이 비워진 홀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방사체(101)는 방사체(101)의 중심에 대하여 일정 폭(W2)을 가지는 직사각형 형태의 홀을 포함할 수 있다.The radiator 101 may be disposed on one surface of the first substrate 103 . According to an embodiment, the radiator 101 may be positioned in a state of being in contact with the upper surface of the first substrate 103 . According to an embodiment, the radiator 101 may be configured in a patch shape. That is, the radiator 101 may be referred to as a radiation patch. Hereinafter, in the present disclosure, the radiation patch may be referred to as a first patch and described. For example, the radiator 101 may have a rectangular shape having a predetermined width W1. According to an embodiment, a predetermined width W1 of the radiator 101 may be smaller than a predetermined width W of the first substrate 103 . According to an embodiment, the first substrate 103 may come into contact so that the center of the first substrate 103 and the center of the radiator 101 coincide. According to an embodiment, the radiator 101 may include a hole in which a certain area is vacated in the patch surface. For example, the radiator 101 may include a rectangular hole having a predetermined width W2 with respect to the center of the radiator 101 .

도 1을 참고하면, 제2 기판(107)은 급전부(105)가 위치하는 기판을 의미한다. 일 실시 예에 따라, 제2 기판(107)은 일정 높이(h1)을 가지는 직육면체 형태일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제2 기판(107)은 세라믹일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the second substrate 107 means a substrate on which a power supply unit 105 is located. According to an embodiment, the second substrate 107 may have a rectangular parallelepiped shape with a predetermined height h1. According to an embodiment, the second substrate 107 may be ceramic.

급전부(105)는 제2 기판(107)의 일 면 위에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 급전부(105)는 제2 기판(107)의 상부면에 접한 상태로 위치할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 급전부(105)는 패치 형태로 구성될 수 있다. 즉, 급전부(105)는 급전 패치로 지칭될 수 있다. 이하, 본 개시에서 급전 패치는 제2 패치로 지칭하여 서술될 수 있다. 예를 들어, 급전부(105)는 상기 제2 패치(105)는 일정 반지름(r2)을 가지는 원형 형태의 패치일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 급전부(105)는 패치 면 내에 일정 영역을 비워진 홀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 급전부(105)는 급전부(105)의 중심에 대하여 일정 반지름(r1)을 가지는 원형 형태의 홀을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 홀의 일정 반지름(r2)은 급전부(105)의 일정 반지름(r1)보다 작을 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제2 기판(107)은 상기 제2 기판(107)의 중심과 급전부(105)의 중심이 일치되도록 접할 수 있다.The power supply unit 105 may be disposed on one surface of the second substrate 107 . According to an embodiment, the power supply unit 105 may be located in a state in contact with the upper surface of the second substrate 107 . According to one embodiment, the power supply unit 105 may be configured in a patch shape. That is, the power feeding unit 105 may be referred to as a power feeding patch. Hereinafter, in the present disclosure, the power supply patch may be referred to as a second patch and described. For example, the second patch 105 of the power supply unit 105 may be a circular patch having a predetermined radius r2. According to one embodiment, the power supply unit 105 may include a hole in which a certain area is vacated in the patch surface. For example, the power feeding unit 105 may include a circular hole having a predetermined radius r1 with respect to the center of the power feeding unit 105 . According to an embodiment, a predetermined radius r2 of the hole may be smaller than a predetermined radius r1 of the power feeding unit 105 . According to an embodiment, the second substrate 107 may come into contact so that the center of the second substrate 107 and the center of the power supply unit 105 coincide.

도 1을 참고하면, 접지면(113)은 방사체(101)와 급전부(105)의 접지를 형성하기 위한 기판을 의미할 수 있다. 접지면(113)에서, 상기 제1 기판(101) 및 상기 제2 기판(107)에 의하여 공유된 접지가 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 접지면(113)은 상기 제2 기판(107)의 하부에 접하여 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 접지면(113)은 일정 지름(g)을 가지는 원형 형태일 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 접지면(113)은, PCB일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the ground plane 113 may mean a substrate for forming a ground between the radiator 101 and the power supply unit 105 . At the ground plane 113 , a ground shared by the first substrate 101 and the second substrate 107 may be formed. According to an embodiment, the ground plane 113 may be disposed in contact with the lower portion of the second substrate 107 . According to an embodiment, the ground plane 113 may have a circular shape having a predetermined diameter g. In one embodiment, the ground plane 113 may be a PCB.

일 실시 예에 따라, 상기 접지면(113)은 상기 접지면(113)을 관통하는 제1 포트들(111) 및 제2 포트들(109)을 포함할 수 있다. 상기 제1 포트들(111)은 제1-1 포트(111a) 및 제1-2 포트(111b)을 포함할 수 있다. 상기 제2 포트들(109)는 제2-1 포트(109a), 및 제2-2 포트(109b)를 포함할 수 있다. 제1 포트들(111)은 제1 편파와 관련되고, 제2 포트들(109)은 제2 편파와 관련될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제1 편파와 제2 편파는 서로 상응하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에 따라, 상기 제1 포트들(111)은 좌회전원형편파(left hand circular polarization, LHCP) 포트일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제2 포트들(109)는 우회전원형편파(right hand circular polarization, RHCP) 포트일 수 있다. According to one embodiment, the ground plane 113 may include first ports 111 and second ports 109 penetrating the ground plane 113 . The first ports 111 may include a 1-1 port 111a and a 1-2 port 111b. The second ports 109 may include a 2-1 port 109a and a 2-2 port 109b. The first ports 111 may be associated with a first polarization, and the second ports 109 may be associated with a second polarization. According to an embodiment, the first polarized wave and the second polarized wave may be configured to correspond to each other. For example, according to an embodiment, the first ports 111 may be left hand circular polarization (LHCP) ports. According to an embodiment, the second ports 109 may be right hand circular polarization (RHCP) ports.

일 실시 예에 따라, 두 개의 급전 포트들(예: 제1-1 포트(111a), 및 제1-2 포트(111b))에 각각(respectively) 0°, 90°의 위상차가 인가됨으로써, RHCP 급전이 구현될 수 있다. 네 개의 급전 포트들 중 나머지 두 개의 급전 포트들(예: 제2-1 포트(109a), 및 제2-2 포트(109b))에는 0°, -90°의 위상차가 인가됨으로써, LHCP 포트가 구현될 수 있다.According to an embodiment, by applying a phase difference of 0 ° and 90 ° to each of the two power supply ports (eg, the 1-1 port 111a and the 1-2 port 111b), respectively (respectively), RHCP Feeding can be implemented. A phase difference of 0° and -90° is applied to the remaining two of the four feed ports (eg, the 2-1 port 109a and the 2-2 port 109b), so that the LHCP port can be implemented

일 실시 예에 따라, 상기 제1 포트들(111) 및 상기 제2 포트들(109)는 접지면 중심에 대하여 대칭되어 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first ports 111 and the second ports 109 may be disposed symmetrically with respect to the center of the ground plane.

일 실시 예에 따라, 상기 제1-1 포트(111a) 및 상기 제2-2 포트(109b)는 접지면 중심에 대하여 대칭되어 배치될 수 있다.According to one embodiment, the 1-1 port 111a and the 2-2 port 109b may be disposed symmetrically with respect to the center of the ground plane.

일 실시 예에 따라, 상기 제1-2 포트(111b) 및 상기 제2-1 포트(109a)는 접지면 중심에 대하여 대칭되어 배치될 수 있다.According to one embodiment, the 1-2 port 111b and the 2-1 port 109a may be disposed symmetrically with respect to the center of the ground plane.

일 실시 예에 따라, 상기 제1-1 포트(111a), 상기 제1-2 포트(111b), 상기 제2-1 포트(109a) 및 상기 제2-2 포트(109b)는 일정 높이(l1)을 가질 수 있다.According to one embodiment, the 1-1 port (111a), the 1-2 port (111b), the 2-1 port (109a) and the 2-2 port (109b) have a certain height (l1 ) can have.

도 2는 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나의 일 면을 도시한다. 여기서, 단면은 도 1의 배열 안테나의 접지면을 바라보는 방향에 대응할 수 있다. 하이브리드 커플러(예: 제1 하이브리드 칩 커플러(207a), 및 제2 하이브리드 칩 커플러(207b))는 입력 신호를 두 출력 경로로 나누면서 일정한 위상차를 갖도록 해주는 회로를 의미한다. 하이브리드 커플러는 그 두 출력간의 고유한 위상차로 인하여 그 응용가 치가 매우 높아 안테나 시스템, 고출력 증폭기 및 선형화 시스템 등 매우 폭 넓게 응용되고 있다. 하이브리드 커플러의 기본 동작에 따라, 모든 포트를 정합시켰을 때, 입력 포트에 인가된 신호는 2개의 출력포트로 90 도의 위상차를 가지고 2등분될 수 있다.2 illustrates one side of an array antenna according to embodiments of the present disclosure. Here, the cross section may correspond to a direction in which the ground plane of the array antenna of FIG. 1 is viewed. The hybrid coupler (eg, the first hybrid chip coupler 207a and the second hybrid chip coupler 207b) refers to a circuit that divides an input signal into two output paths to have a constant phase difference. The hybrid coupler has a very high application value due to the unique phase difference between its two outputs, and is therefore widely used in antenna systems, high-power amplifiers, and linearization systems. According to the basic operation of the hybrid coupler, when all ports are matched, the signal applied to the input port may be divided into two with a phase difference of 90 degrees between the two output ports.

도 2를 참고하면, 배열 안테나(100)는 제1 하이브리드 칩 커플러(207a), 제2 하이브리드 칩 커플러(207b), 저항을 연결하기 위한 포트(들)(203), 소스(source)를 인가하기 위한 포트(들)(201), 접지면(113)을 관통한 제1 포트들(111) 및 제2 포트들(109)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the array antenna 100 includes a first hybrid chip coupler 207a, a second hybrid chip coupler 207b, port(s) 203 for connecting a resistor, and a source for applying It may include port(s) 201, first ports 111 passing through the ground plane 113, and second ports 109.

일 실시 예에 따라, 제1 포트들(111)에 포함된 제1-1 포트(111a) 및 제1-2 포트(111b)와 제2 포트들(109)에 포함된 제2-1 포트들(109a) 및 제2-2 포트들(109b)는 접지면(113)을 관통하여 도 2와 같이 배치될 수 있다.According to an embodiment, the 1-1 ports 111a and 1-2 ports 111 b included in the first ports 111 and the 2-1 ports included in the second ports 109 109a and the 2-2 ports 109b may be disposed as shown in FIG. 2 through the ground plane 113 .

일 실시 예에 따라, 제1 하이브리드 칩 커플러(207a)에는 소스(source)를 인가하기 위한 포트(201), 저항을 연결하기 위한 포트(203), 제1-1 포트(111a), 및 제1-2 포트(111b)가 연결될 수 있다.According to an embodiment, the first hybrid chip coupler 207a includes a port 201 for applying a source, a port 203 for connecting a resistor, a 1-1 port 111a, and a first -2 port (111b) can be connected.

일 실시 예에 따라, 제1 하이브리드 칩 커플러(207a)에 연결된 소스(source)를 인가하기 위한 포트(들)(201)은 동축케이블(coaxial cable)을 이용하여 소스를 인가받을 수 있다. According to an embodiment, the port(s) 201 for applying a source connected to the first hybrid chip coupler 207a may receive the source using a coaxial cable.

일 실시 예에 따라, 제1 하이브리드 칩 커플러(207a)에 연결된 저항을 연결하기 위한 포트(203)은 일정 저항을 가진 저항체가 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 일정 저항은 약 50 옴(ohm)일 수 있다.According to an embodiment, a resistor having a certain resistance may be connected to the port 203 for connecting a resistor connected to the first hybrid chip coupler 207a. According to one embodiment, the constant resistance may be about 50 ohms.

일 실시 예에 따라, 제1-1 포트(111a) 및 제1-2 포트(111b)에, 90도 위상 차이가 나는 신호들이 각각 급전될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 포트(111a)에 급전되는 신호는 제1-2 포트(111b)에 급전되는 신호보다 90도 앞선(lead) 신호가 급전될 수 있다.According to an embodiment, signals having a phase difference of 90 degrees may be supplied to the 1-1 port 111a and the 1-2 port 111b, respectively. For example, the signal supplied to the 1-1 port 111a may be fed with a signal that is 90 degrees ahead of the signal supplied to the 1-2 port 111b.

일 실시 예에 따라, 제1 하이브리드 칩 커플러(207a)를 이용하여 제1-1 포트(111a) 및 제1-2 포트(111b)는 RHCP 급전 포트로 사용될 수 있다.According to an embodiment, the 1-1 port 111a and the 1-2 port 111b may be used as RHCP power supply ports by using the first hybrid chip coupler 207a.

일 실시 예에 따라, 제2 하이브리드 칩 커플러(207b)에는 소스(source)를 인가하기 위한 포트(201), 저항을 연결하기 위한 포트(203), 제2-1 포트(109a), 및 제2-2 포트(109b)가 연결될 수 있다.According to an embodiment, the second hybrid chip coupler 207b includes a port 201 for applying a source, a port 203 for connecting a resistor, a 2-1 port 109a, and a second hybrid chip coupler 207b. -2 port 109b may be connected.

일 실시 예에 따라, 제2 하이브리드 칩 커플러(207b)에 연결된 소스(source)를 인가하기 위한 포트(들)(201)은 동축케이블(coaxial cable)을 이용하여 소스를 인가받을 수 있다. According to an embodiment, the port(s) 201 for applying a source connected to the second hybrid chip coupler 207b may receive the source using a coaxial cable.

일 실시 예에 따라, 제2 하이브리드 칩 커플러(207b)에 연결된 저항을 연결하기 위한 포트(203)은 일정 저항을 가진 저항체가 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 일정 저항은 약 50 옴(ohm)일 수 있다.According to an embodiment, a resistor having a certain resistance may be connected to the port 203 for connecting the resistor connected to the second hybrid chip coupler 207b. According to one embodiment, the constant resistance may be about 50 ohms.

일 실시 예에 따라, 제2-1 포트(109a) 및 제2-2 포트(109b)는 90도 위상 차이가 나는 신호들이 각각 급전될 수 있다. 예를 들어, 제2-1 포트(109a)는 제2-2 포트(109b)보다 90도 뒤쳐진(lag) 신호가 급전될 수 있다.According to an embodiment, signals having a phase difference of 90 degrees may be supplied to the 2-1 port 109a and the 2-2 port 109b, respectively. For example, the 2-1 port 109a may be supplied with a signal that lags 90 degrees from the 2-2 port 109b.

일 실시 예에 따라, 제2 하이브리드 칩 커플러(207b)를 이용하여 제2-1 포트(109a) 및 제2-2 포트(109b)는 LHCP 급전 포트로 사용될 수 있다.According to an embodiment, the 2-1 port 109a and the 2-2 port 109b may be used as LHCP power supply ports by using the second hybrid chip coupler 207b.

일 실시 예에 따라, 상기 제1 포트들(111) 및 상기 제2 포트들(109)는 접지면 중심에 대하여 대칭되어 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first ports 111 and the second ports 109 may be disposed symmetrically with respect to the center of the ground plane.

일 실시 예에 따라, 상기 제1-1 포트(111a) 및 상기 제2-2 포트(109b)는 접지면 중심에 대하여 대칭되어 배치될 수 있다.According to one embodiment, the 1-1 port 111a and the 2-2 port 109b may be disposed symmetrically with respect to the center of the ground plane.

일 실시 예에 따라, 상기 제1-2 포트(111b) 및 상기 제2-1 포트(109a)는 접지면 중심에 대하여 대칭되어 배치될 수 있다.According to one embodiment, the 1-2 port 111b and the 2-1 port 109a may be disposed symmetrically with respect to the center of the ground plane.

일 실시 예에서, 상기 접지면(113)은, PCB일 수 있다.In one embodiment, the ground plane 113 may be a PCB.

본 개시의 실시 예들에 따른 접지면(113), 제1 하이브리드 칩 커플러(207a), 및 제2 하이브리드 칩 커플러(207b)를 사용하여 RHCP 혹은 LHCP가 동시에 급전될 수 있다. 동시 급전을 통해 축비(axial ratio, AR) 특성과 이득 특성에 문제없이 동작 할 수 있다. 소스 신호에 하이브리드 칩 커플러(207a, 207b)의 동작 원리를 적용함으로써, 두개의 급전 포트들(제1-1 포트(111a), 및 제1-2 포트(111b))에게는 각각(respectively) 0°, 90°의 위상차를 갖는 급전이 제공될 수 있다. 또한, 나머지 두개 급전 포트들(제2-1 포트(109a), 및 제2-2 포트(109b))에게 각각 0°, -90° 위상차를 갖는 급전이 제공될 수 있다. 이에 따라, 제1 포트들(111)을 통해 RHCP 포트가 구현되고, 제2 포트들(109)을 통해 LHCP 포트가 구현될 수 있다.RHCP or LHCP may be supplied simultaneously using the ground plane 113, the first hybrid chip coupler 207a, and the second hybrid chip coupler 207b according to embodiments of the present disclosure. Through simultaneous power supply, it can operate without problems in axial ratio (AR) characteristics and gain characteristics. By applying the operating principle of the hybrid chip couplers 207a and 207b to the source signal, the two power supply ports (respectively) 0° , power feeding with a phase difference of 90° may be provided. In addition, power supply having a phase difference of 0° and -90° may be provided to the remaining two power supply ports (the 2-1 port 109a and the 2-2 port 109b), respectively. Accordingly, the RHCP port may be implemented through the first ports 111 and the LHCP port may be implemented through the second ports 109 .

도 3은 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나의 예시적인 설계 스펙에 대한 표를 도시한다. 도 3에 도시된 값들은 본 개시의 실시 예들을 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 또한, 도 3에 도시된 범위 내에서 +5% 내지 -5%의 오차 범위를 갖는 범위에 따른 실시는 본 개시의 일 실시 예로 이해될 수 있다.3 shows a table of exemplary design specifications of an array antenna according to embodiments of the present disclosure. The values shown in FIG. 3 are not to be construed as limiting embodiments of the present disclosure. In addition, implementation according to a range having an error range of +5% to -5% within the range shown in FIG. 3 may be understood as an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참고하면, 방사체(101)의 외곽 변의 길이(W1)은 제2 패치(105)의 외곽 지름(즉, 2*r2)에 비하여 길 수 있다.Referring to FIG. 3 , the length (W 1 ) of the outer side of the radiator 101 may be longer than the outer diameter (ie, 2*r 2 ) of the second patch 105 .

일 실시 예에 따라, 방사체(101)의 내부 홀의 변의 길이(W2)는 제2 패치(105)의 내부 홀의 지름의 길(2*r1)에 비하여 길 수 있다. 예를 들어, W2는 0.5~2.2 밀리미터(mm)의 길이를 가질 수 있다. r1은 약 0.5~2 밀리미터(mm)의 길이를 가질 수 있다.According to an embodiment, the length (W 2 ) of the side of the inner hole of the radiator 101 may be longer than the diameter (2*r 1 ) of the inner hole of the second patch 105 . For example, W 2 may have a length of 0.5 to 2.2 millimeters (mm). r 1 may have a length of about 0.5 to 2 millimeters (mm).

일 실시 예에 따라, 제1 기판(103)과 제2 기판(107)의 높이인 h1, h2는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, h1, h2는 약 3.5~4.5 밀리미터(mm)의 길이를 가질 수 있다. h2는 약 3.5~4.5 밀리미터(mm)의 길이를 가질 수 있다.According to an embodiment, heights h 1 and h 2 of the first substrate 103 and the second substrate 107 may be different from each other. For example, h 1 and h 2 may have a length of about 3.5 to 4.5 millimeters (mm). h 2 may have a length of about 3.5 to 4.5 millimeters (mm).

일 실시 예에 따라, 접지면(113)의 지름(g)은 제1 기판(103) 및 제2 기판(105)의 외곽 변의 길이(W2)에 비하여 매우 클 수 있다. 예를 들어, 접지면(113)의 지름(g)는 약 80 밀리미터(mm)에 비하여 큰 길이를 가질 수 있다.According to an embodiment, the diameter g of the ground plane 113 may be very large compared to the lengths W 2 of the outer sides of the first substrate 103 and the second substrate 105 . For example, the diameter g of the ground plane 113 may have a greater length than about 80 millimeters (mm).

일 실시 예에 따라, 제1-1 포트(111a), 제1-2 포트(111b), 제2-1 포트(109a), 및 제2-2 포트(109b)는 서로 같거나 다른 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1-1 포트(111a), 제1-2 포트(111b), 제2-1 포트(109a), 및 제2-2 포트(109b)는 3.5~4.5 밀리미터(mm)의 길이를 가질 수 있다.According to one embodiment, the 1-1 port (111a), the 1-2 port (111b), the 2-1 port (109a), and the 2-2 port (109b) may have the same or different lengths. can For example, the 1-1 port (111a), the 1-2 port (111b), the 2-1 port (109a), and the 2-2 port (109b) has a length of 3.5 ~ 4.5 millimeters (mm) can have

일 실시 예에 따라, 제1 기판(103) 및 제2 기판(107)는 세라믹 소재일 수 있다. 예를 들어, 상대 유전율(er)은 약 20, 손실 탄젠트(loss tangent)는 약 0.0023의 값을 가질 수 있다.According to an embodiment, the first substrate 103 and the second substrate 107 may be ceramic materials. For example, the relative permittivity (er) may have a value of about 20 and the loss tangent may have a value of about 0.0023.

일 실시 예에 따라, 방사체(101) 및 제2 패치(105)는 구리 소재일 수 있다. 예를 들어, 방사체(101) 및 제2 패치(105)는 전도율이 약

Figure 112021094581037-pat00001
mS/mAccording to an embodiment, the radiator 101 and the second patch 105 may be made of copper. For example, the radiator 101 and the second patch 105 have a conductivity of about
Figure 112021094581037-pat00001
mS/m

도 4는 본 개시의 배열 안테나에 대한 이득 특성에 대한 그래프를 도시한다.4 shows a graph of gain characteristics for an array antenna of the present disclosure.

도 4를 참고하면, 그래프는 주파수와 이득 간의 관계를 나타낸다. 그래프의 가로축은 주파수(단위: 기가헤르츠(gigahertz, GHz))를 나타내고, 세로축은 이득(단위: dbi(decibel isotropic)를 나타낸다. 점선(401)은 제1 포트들(111)이 LHCP인 경우, 전면방향 이득을 도시한다. 실선(402)는 제2 포트들(109)이 RHCP인 경우, 전면방향 이득을 도시한다. 이중 쇄선(403)은 제1 포트들 및 제2 포드들의 총(total) 전면방향 이득을 도시한다. 즉, LHCP 이득(401) 및 RHCP 이득(402)은 총 전면방향 이득(403)과 동일함이 확인될 수 있다.Referring to FIG. 4 , a graph shows a relationship between frequency and gain. The horizontal axis of the graph represents frequency (unit: gigahertz, GHz), and the vertical axis represents gain (unit: decibel isotropic (dbi). The dotted line 401 indicates that the first ports 111 are LHCP, The solid line 402 shows the frontward gain when the second ports 109 are RHCP The double dashed line 403 shows the total of the first ports and the second pods Frontward gain is shown, i.e., it can be seen that LHCP gain 401 and RHCP gain 402 are equal to the total frontward gain 403.

도 5는 본 개시의 배열 안테나에 대한 축비 특성에 대한 그래프를 도시한다. 축비 특성이란 편파 축 비율로서, 주축 대비 부축의 비율을 의미한다. 축 비율이 1이면 원형 편파를 나타내고, 축 비율이 1보다 크면 타원형 편파(혹은 직선 편파)를 의미한다. 5 shows a graph of axial ratio characteristics for an array antenna of the present disclosure. The axis ratio characteristic is a polarization axis ratio, and means the ratio of the main axis to the minor axis. An axial ratio of 1 indicates circular polarization, and an axial ratio greater than 1 indicates elliptical polarization (or linear polarization).

도 5를 참고하면, 그래프는 주파수와 축비 특성 간의 관계를 나타낸다. 그래프의 가로축은 주파수(단위: 기가헤르츠(gigahertz, GHz))를 나타내고, 세로축은 이득(단위: db(decibel)를 나타낸다. 점선(501)은 RHCP인 경우의 축비, 실선(503)은 LHCP인 경우의 축비를 도시한다. 즉, 본 개시의 배열 안테나(100)의 형상을 이용하는 경우 LHCP와 RHCP를 하나의 방사체를 사용하여 동시 급전해 구현할 수 있게 되고, 축비 특성이 3dB 아래에서 타원형 편파가 아닌 원형 편파가 구현됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , a graph shows a relationship between frequency and axial ratio characteristics. The horizontal axis of the graph represents frequency (unit: gigahertz, GHz), and the vertical axis represents gain (unit: db (decibel). The dotted line 501 is the axial ratio in case of RHCP, and the solid line 503 is LHCP That is, in the case of using the shape of the array antenna 100 of the present disclosure, LHCP and RHCP can be implemented by simultaneous feeding using one radiator, and the axial ratio characteristic is not elliptical polarization below 3dB It can be confirmed that circular polarization is implemented.

도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 배열 안테나를 포함하는 전자 장치의 예를 도시한다. 무선 통신 시스템에서 배열 안테나를 사용하는 전자 장치의 예로써, 기지국(610) 및 단말(620)을 예시한다.6 illustrates an example of an electronic device including an array antenna according to embodiments of the present disclosure. As an example of an electronic device using an array antenna in a wireless communication system, a base station 610 and a terminal 620 are exemplified.

기지국(610)은 단말(620)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(610)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국(610)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', ‘액세스 유닛(access unit)’,‘분산 유닛(distributed unit, DU)’, '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)',‘무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 기지국(610)은 하향링크 신호를 송신하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다. Base station 610 is a network infrastructure that provides wireless access to terminal 620 . The base station 610 has coverage defined as a certain geographical area based on a distance over which signals can be transmitted. In addition to the base station, the base station 610 includes 'access point (AP)', 'eNodeB (eNB)', '5G node (5th generation node)', '5G node ratio (5G NodeB, NB)', 'wireless point', 'transmission/reception point (TRP)', 'access unit', 'distributed unit (DU)', 'transmission/reception point ( It may be referred to as a transmission/reception point (TRP)', a radio unit (RU), a remote radio head (RRH), or other terms having equivalent technical meaning. The base station 610 may transmit a downlink signal or receive an uplink signal.

단말(620)은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(610)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(620)은 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(620)은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(620)은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', ‘고객 댁내 장치’(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', ‘전자 장치(electronic device)’, 또는 ‘차량(vehicle)용 단말’, '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 레이더 시스템에 이용되는 차량 혹은 공중 장비에도 본 개시의 실시 예들의 적용이 있음은 물론이다. The terminal 620 is a device used by a user and communicates with the base station 610 through a radio channel. In some cases, the terminal 620 may be operated without user involvement. That is, the terminal 620 is a device that performs machine type communication (MTC) and may not be carried by a user. The terminal 620 includes 'user equipment (UE)', 'mobile station', 'subscriber station', and 'customer premises equipment' (CPE) other than a terminal. , 'remote terminal', 'wireless terminal', 'electronic device', or 'vehicle terminal', 'user device' or equivalent technical may be referred to by other terms that have meaning. According to an embodiment, of course, the embodiments of the present disclosure are also applicable to vehicles or airborne equipment used in a radar system.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 기능적 구성을 도시한다. 전자 장치(710)는, 도 1의 기지국(110) 혹은 단말(120) 중 하나일 수 있다. 도 1 내지 도 2를 통해 언급된 안테나 구조 자체 뿐만 아니라, 이를 포함하는 전자 장치 또한 본 개시의 실시 예들에 포함된다.7 illustrates a functional configuration of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure. The electronic device 710 may be either the base station 110 or the terminal 120 of FIG. 1 . Not only the antenna structure itself mentioned through FIGS. 1 and 2 , but also an electronic device including the antenna structure is included in embodiments of the present disclosure.

도 9를 참고하면, 전자 장치(710)의 예시적인 기능적 구성이 도시된다. 전자 장치(710)은 안테나부(711), 필터부(712), RF(radio frequency) 처리부(713), 제어부(714)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9 , an exemplary functional configuration of an electronic device 710 is shown. The electronic device 710 may include an antenna unit 711, a filter unit 712, a radio frequency (RF) processing unit 713, and a control unit 714.

안테나부(711)는 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 안테나는 서브스트레이트(예: PCB)(예: 제1 기판) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함할 수 있다. 안테나는 상향 변환된 신호를 무선 채널 상에서 방사하거나 다른 장치가 방사한 신호를 획득할 수 있다. 각 안테나는 안테나 엘리멘트 또는 안테나 소자로 지칭될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 안테나부(711)는 복수의 안테나 엘리멘트들이 열(array)을 이루는 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 안테나부(711)는 RF 신호선들을 통해 필터부(712)와 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나부(711)는 다수의 안테나 엘리멘트들을 포함하는 PCB에 실장될 수 있다. PCB는 각 안테나 엘리멘트와 필터부(712)의 필터를 연결하는 복수의 RF 신호선들을 포함할 수 있다. 이러한 RF 신호선들은 급전 네트워크(feeding network)로 지칭될 수 있다. 안테나부(711)는 수신된 신호를 필터부(712)에 제공하거나 필터부(712)로부터 제공된 신호를 공기중으로 방사할 수 있다.The antenna unit 711 may include multiple antennas. The antenna performs functions for transmitting and receiving signals through a radio channel. The antenna may include a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB) (eg, the first substrate). The antenna may radiate the up-converted signal on a wireless channel or acquire a signal radiated by another device. Each antenna may be referred to as an antenna element or antenna element. In some embodiments, the antenna unit 711 may include an antenna array in which a plurality of antenna elements form an array. The antenna unit 711 may be electrically connected to the filter unit 712 through RF signal lines. The antenna unit 711 may be mounted on a PCB including a plurality of antenna elements. The PCB may include a plurality of RF signal lines connecting each antenna element and the filter of the filter unit 712 . These RF signal lines may be referred to as a feeding network. The antenna unit 711 may provide the received signal to the filter unit 712 or may radiate the signal provided from the filter unit 712 into the air.

다양한 실시 예들에 따른 안테나부(711)는 도 1에 도시된 제1 기판에 실장된 방사체와 제2 기판에 실장되는 급전부, 그리고 접지면이 적층된 형태의 적어도 하나의 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 안테나 모듈은 서로 다른 편파에 대응하는 하나의 방사체 구조를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 서로 다른 편파란, LHCP와 RHCP가 함께 구현된 방사체를 포함할 수 있다. 안테나 엘리멘트에 대응하는 방사체는, 하이브리드 커플러 및 급전선(feeding line)을 통해 다중 포트로 연결될 수 있다. 포트들의 하나의 페어(pair)는 하나의 편파를 형성하도록 구성될 수 있다. 안테나부(711)는 후술되는 필터부(712), RF 처리부(713), 제어부(714)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 포트들에 인가되는 신호들은 필터부(712), RF 처리부(713), 제어부(714)로부터 수신될 수 있다. The antenna unit 711 according to various embodiments may include at least one antenna module in which a radiator mounted on a first substrate, a power supply unit mounted on a second substrate, and a ground plane are stacked as shown in FIG. 1 . there is. Here, the antenna module may include one radiator structure corresponding to different polarizations. According to an embodiment, different polarizations may include radiators in which both LHCP and RHCP are implemented. A radiator corresponding to the antenna element may be connected to multiple ports through a hybrid coupler and a feeding line. One pair of ports can be configured to form one polarization. The antenna unit 711 may be electrically connected to a filter unit 712, an RF processing unit 713, and a control unit 714 to be described later. That is, signals applied to the ports may be received from the filter unit 712, the RF processing unit 713, and the control unit 714.

필터부(712)는 원하는 주파수의 신호를 전달하기 위해, 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(712)는 공진(resonance)를 형성함으로써 주파수를 선택적으로 식별하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 필터부(712)는 구조적으로 유전체를 포함하는 공동(cavity)을 통해 공진을 형성할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서 필터부(712)는 인덕턴스 또는 캐패시턴스를 형성하는 소자들을 통해 공진을 형성할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 필터부(712)는 BAW(bulk acoustic wave) 필터 혹은 SAW(surface acoustic wave) 필터와 같은 탄성 필터를 포함할 수 있다. 필터부(712)는 대역 통과 필터(band pass filter), 저역 통과 필터(low pass filter), 고역 통과 필터(high pass filter), 또는 대역 제거 필터(band reject filter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 필터부(712)는 송신을 위한 주파수 대역 또는 수신을 위한 주파수 대역의 신호를 얻기 위한 RF 회로들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 필터부(712)는 안테나부(711)와 RF 처리부(713)를 전기적으로 연결할 수 있다. The filter unit 712 may perform filtering to transmit a signal of a desired frequency. The filter unit 712 may perform a function of selectively identifying a frequency by forming resonance. In some embodiments, the filter unit 712 may form resonance through a cavity that structurally includes a dielectric. Also, in some embodiments, the filter unit 712 may form resonance through elements forming inductance or capacitance. Also, in some embodiments, the filter unit 712 may include an elastic filter such as a bulk acoustic wave (BAW) filter or a surface acoustic wave (SAW) filter. The filter unit 712 may include at least one of a band pass filter, a low pass filter, a high pass filter, and a band reject filter. . That is, the filter unit 712 may include RF circuits for obtaining a signal of a frequency band for transmission or a frequency band for reception. The filter unit 712 according to various embodiments may electrically connect the antenna unit 711 and the RF processing unit 713.

RF 처리부(713)는 복수의 RF 경로들을 포함할 수 있다. RF 경로는 안테나를 통해 수신되는 신호 혹은 안테나를 통해 방사되는 신호가 통과하는 경로의 단위일 수 있다. 적어도 하나의 RF 경로는 RF 체인으로 지칭될 수 있다. RF 체인은 복수의 RF 소자들을 포함할 수 있다. RF 소자들은 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, RF 처리부(713)는 기저대역(base band)의 디지털 송신신호를 송신 주파수로 상향 변환하는 상향 컨버터(up converter)와, 상향 변환된 디지털 송신신호를 아날로그 RF 송신신호로 변환하는 DAC(digital-to-analog converter)를 포함할 수 있다. 상향 컨버터와 DAC는 송신경로의 일부를 형성한다. 송신 경로는 전력 증폭기(power amplifier, PA) 또는 커플러(coupler)(또는 결합기(combiner))를 더 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, RF 처리부(713)는 아날로그RF 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 ADC(analog-to-digital converter)와 디지털 수신신호를 기저대역의 디지털 수신신호로 변환하는 하향 컨버터(down converter)를 포함할 수 있다. ADC와 하향 컨버터는 수신경로의 일부를 형성한다. 수신 경로는 저전력 증폭기(low-noise amplifier, LNA) 또는 커플러(coupler)(또는 분배기(divider))를 더 포함할 수 있다. RF 처리부의 RF 부품들은 PCB에 구현될 수 있다. 기지국(710)은 안테나 부(711)-필터부(712)-RF 처리부(713) 순으로 적층된 구조를 포함할 수 있다. 안테나들과 RF 처리부의 RF 부품들은 PCB 상에서 구현될 수 있고, PCB와 PCB 사이에 필터들이 반복적으로 체결되어 복수의 층들(layers)을 형성할 수 있다. The RF processor 713 may include a plurality of RF paths. An RF path may be a unit of a path through which a signal received through an antenna or a signal radiated through an antenna passes. At least one RF path may be referred to as an RF chain. An RF chain may include a plurality of RF elements. RF components may include amplifiers, mixers, oscillators, DACs, ADCs, and the like. For example, the RF processing unit 713 includes an up converter for up-converting a base band digital transmission signal to a transmission frequency, and a DAC for converting the up-converted digital transmission signal into an analog RF transmission signal. (digital-to-analog converter). The upconverter and DAC form part of the transmit path. The transmit path may further include a power amplifier (PA) or coupler (or combiner). Also, for example, the RF processing unit 713 includes an analog-to-digital converter (ADC) that converts an analog RF received signal into a digital received signal and a down converter that converts the digital received signal into a baseband digital received signal. ) may be included. The ADC and down converter form part of the receive path. The receive path may further include a low-noise amplifier (LNA) or a coupler (or divider). RF components of the RF processing unit may be implemented on a PCB. The base station 710 may include a structure in which an antenna unit 711, a filter unit 712, and an RF processing unit 713 are stacked in this order. Antennas and RF components of the RF processing unit may be implemented on a PCB, and filters may be repeatedly fastened between the PCBs to form a plurality of layers.

제어부(714)는 전자 장치(710)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 제어부 (714)은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 제어부(714)는 모뎀(modem)과 같은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(714)는 디지털 신호 처리(digital signal processing)을 위한 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(714)는 모뎀을 포함할 수 있다. 데이터 송신 시, 제어부(714)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 예를 들어, 데이터 수신 시, 제어부(714)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 제어부(714)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다.The controller 714 may control overall operations of the electronic device 710 . The controller 714 may include various modules for performing communication. The controller 714 may include at least one processor such as a modem. The controller 714 may include modules for digital signal processing. For example, the controller 714 may include a modem. During data transmission, the controller 714 generates complex symbols by encoding and modulating the transmission bit stream. Also, for example, upon receiving data, the control unit 714 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal. The control unit 714 may perform protocol stack functions required by communication standards.

4G 기지국 안테나 대비 5G 기지국 안테나의 경우, 안테나 간 좁은 간격으로 인하여 편파 성능이 더욱 중요해진다. 넓은 빔을 사용하여 서비스하는 4G 기지국에서는 안테나 간격이 넓을수록 공간 분리도가 높아져 통신 성능이 향상되지만, 빔 폭이 좁고 전력 밀도가 높은 빔을 사용하여 서비스를 제공하는 5G 기지국에서는 빔포밍 영역을 넓히기 위해서 배열 안테나의 안테나 간격이 좁아져야만 한다. 이처럼, 4G 기지국(예: LTE의 eNB) 안테나 대비 5G 기지국(예: 5G NR의 gNB, NG-RAN node) 안테나의 좁은 안테나 간격으로 인하여, 안테나 간 간섭이 증가하기 때문에 소형화를 달성함과 동시에 편파 이득을 제공하기 위한 기술이 반드시 필요하다. In the case of 5G base station antennas compared to 4G base station antennas, polarization performance becomes more important due to the narrow spacing between antennas. In 4G base stations that provide services using wide beams, the wider the antenna spacing, the higher the spatial separation and thus the communication performance improves. The antenna spacing of the array antenna must be narrowed. As such, due to the narrow antenna spacing of the 5G base station (eg 5G NR gNB, NG-RAN node) antenna compared to the 4G base station (eg LTE eNB) antenna, interference between antennas increases, achieving miniaturization and at the same time polarization Technology is essential to provide benefits.

본 개시의 다양한 실시 예들에 있어서, 배열 안테나는, 제1 두께를 가지는 직사각형 형태의 제1 기판; 상기 제1 기판의 아랫 면에 접하여 배치되는 제2 두께를 가지는 직사각형 형태의 제2 기판; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 의하여 공유되는 접지면; 상기 접지면을 관통하여 배치되는 제1 포트들 및 제2 포트들을 포함할 수 있다. In various embodiments of the present disclosure, an array antenna may include a rectangular first substrate having a first thickness; a second substrate having a rectangular shape and having a second thickness disposed in contact with a lower surface of the first substrate; a ground plane shared by the first substrate and the second substrate; It may include first ports and second ports disposed penetrating the ground plane.

일 실시 예에서, 상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 상부에 접하는 제1 패치를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first substrate may include a first patch contacting an upper portion of the first substrate.

일 실시 예에서, 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 상부에 접하는 제2 패치를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second substrate may include a second patch contacting an upper portion of the second substrate.

일 실시 예에서, 상기 제1 패치는 직사각형의 형태일 수 있다.In one embodiment, the first patch may have a rectangular shape.

일 실시 예에서, 상기 제2 패치는 원형의 형태일 수 있다.In one embodiment, the second patch may have a circular shape.

일 실시 예에서, 상기 제1 포트들은 좌회전원편파(left hand circular polarization, LHCP) 포트일 수 있다.In one embodiment, the first ports may be left hand circular polarization (LHCP) ports.

일 실시 예에서, 상기 제2 포트들은 우회전원편파(right hand circular polarization, RHCP) 포트일 수 있다.In one embodiment, the second ports may be right hand circular polarization (RHCP) ports.

일 실시 예에서, 상기 제1 포트들은 제1-1 포트 및 제1-2 포트를 포함하고, 상기 제2 포트들은 제2-1 포트 및 제2-2 포트를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first ports may include a 1-1 port and a 1-2 port, and the second ports may include a 2-1 port and a 2-2 port.

일 실시 예에서, 상기 제1-1 포트, 제1-2 포트, 제2-1 포트, 및 제2-2 포트는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 중심에 대하여 대칭일 수 있다.In one embodiment, the 1-1 port, 1-2 port, 2-1 port, and 2-2 port may be symmetrical with respect to the centers of the first substrate and the second substrate.

일 실시 예에서, 상기 제1 패치는, 상기 제1 패치의 중심에 대하여 일정 폭을 가지는 직사각형 형태의 구멍을 포함할 수 있다.In one embodiment, the first patch may include a rectangular hole having a predetermined width with respect to the center of the first patch.

일 실시 예에서, 상기 제2 패치는, 상기 제2 패치의 중심에 대하여 일정 반지름을 가지는 원형 형태의 구멍을 포함할 수 있다.In one embodiment, the second patch may include a circular hole having a predetermined radius with respect to the center of the second patch.

일 실시 예에서, 상기 접지면은 일정 지름을 가지는 원형 형태일 수 있다.In one embodiment, the ground plane may have a circular shape having a predetermined diameter.

일 실시 예에서, 1 기판은 세라믹 기판일 수 있다.In one embodiment, the first substrate may be a ceramic substrate.

일 실시 예에서, 상기 제2 기판은 세라믹 기판일 수 있다.In one embodiment, the second substrate may be a ceramic substrate.

일 실시 예에서, 상기 접지면은, PCB 보드(printed circuit board)일 수 있다.In one embodiment, the ground plane may be a printed circuit board (PCB).

일 실시 예에서, 상기 접지면의 아랫면에는 제1 편파를 형성하기 위한 제1 하이브리드 칩 커플러를 포함할 수 있다.In one embodiment, a first hybrid chip coupler for forming a first polarized wave may be included on a lower surface of the ground plane.

일 실시 예에서, 상기 접지면의 아랫면에는 제2 편파를 형성하기 위한 제2 하이브리드 칩 커플러를 포함할 수 있다.In one embodiment, a second hybrid chip coupler for forming a second polarized wave may be included on a lower surface of the ground plane.

일 실시 예에서, 접지면의 아랫면에는 소스를 인가하기 위한 포트를 포함할 수 있다.In one embodiment, a port for applying a source may be included on a lower surface of the ground plane.

일 실시 예에서, 상기 소스를 인가하기 위한 포트는 동축 케이블(coaxial cable)을 이용하여 소스를 인가할 수 있다.In one embodiment, the port for applying the source may apply the source using a coaxial cable.

일 실시 예에서, 상기 제1 하이브리드 칩 커플러는 저항을 연결하기 위한 포트를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first hybrid chip coupler may include a port for connecting a resistor.

일 실시 예에서, 상기 제2 하이브리드 칩 커플러는 저항을 연결하기 위한 포트를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second hybrid chip coupler may include a port for connecting a resistor.

일 실시 예에서, 상기 제1-1 포트 및 제1-2 포트는 제1 하이브리드 칩 커플러에 연결될 수 있다.In one embodiment, the 1-1 port and the 1-2 port may be connected to the first hybrid chip coupler.

일 실시 예에서, 상기 제2-1 포트 및 제2-2 포트는 제2 하이브리드 칩 커플러에 연결될 수 있다.In one embodiment, the 2-1 port and the 2-2 port may be connected to the second hybrid chip coupler.

일 실시 예에서, 상기 제1-1 포트 및 제1-2 포트에는 90도의 위상차이가 나는 신호가 인가될 수 있다.In one embodiment, signals having a phase difference of 90 degrees may be applied to the 1-1 port and the 1-2 port.

일 실시 예에서, 상기 제2-1 포트 및 제2-2 포트에는 90도의 위상차이가 나는 신호가 인가될 수 있다.In one embodiment, signals having a phase difference of 90 degrees may be applied to the 2-1 port and the 2-2 port.

이하 설명에서 사용되는 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.Terms referring to components of the device used in the following description are illustrated for convenience of explanation. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms having equivalent technical meanings may be used.

또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.In addition, in the present disclosure, the expression of more than or less than is used to determine whether a specific condition is satisfied or fulfilled, but this is only a description to express an example and excludes more or less description. It's not about doing it. Conditions described as 'above' may be replaced with 'exceeds', conditions described as 'below' may be replaced with 'below', and conditions described as 'above and below' may be replaced with 'above and below'.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program commands recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

 이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims (25)

배열 안테나에 있어서,
제1 두께를 가지는 직사각형 형태의 제1 기판;
상기 제1 기판의 아랫 면에 접하여 배치되는 제2 두께를 가지는 직사각형 형태의 제2 기판;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 의하여 공유되는 접지면;
상기 접지면을 관통하여 배치되는 제1 포트들 및 제2 포트들을 포함하고,
상기 접지면의 아랫면에 좌회전원형편파(left hand circular polarization, LHCP)를 형성하기 위한 제1 하이브리드 칩 커플러 및 우회전원형편파(right hand circular polarization, RHCP)를 형성하기 위한 제2 하이브리드 칩 커플러가 배치되고,
상기 제1 포트들은 상기 제1 하이브리드 칩 커플러에 기반하여 LHCP 포트로 이용되고,
상기 제2 포트들은 상기 제2 하이브리드 칩 커플러에 기반하여 RHCP 포트로 이용되는 것인 배열 안테나.
In the array antenna,
A first substrate having a rectangular shape having a first thickness;
a second substrate having a rectangular shape and having a second thickness disposed in contact with a lower surface of the first substrate;
a ground plane shared by the first substrate and the second substrate;
Including first ports and second ports disposed through the ground plane,
A first hybrid chip coupler for forming left hand circular polarization (LHCP) and a second hybrid chip coupler for forming right hand circular polarization (RHCP) are disposed on the lower surface of the ground plane, ,
The first ports are used as LHCP ports based on the first hybrid chip coupler,
The second ports are used as RHCP ports based on the second hybrid chip coupler.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 상부에 접하는 제1 패치를 포함하는 배열 안테나.
The method of claim 1,
The array antenna of claim 1 , wherein the first substrate includes a first patch in contact with an upper portion of the first substrate.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 상부에 접하는 제2 패치를 포함하는 배열 안테나.
The array antenna of claim 1 , wherein the second substrate includes a second patch contacting an upper portion of the second substrate.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 패치는 직사각형의 형태인 배열 안테나.
The method of claim 2,
The array antenna of claim 1 , wherein the first patch has a rectangular shape.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 패치는 원형의 형태인 배열 안테나.
The method of claim 3,
The array antenna of claim 1 , wherein the second patch has a circular shape.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 포트들은 제1-1 포트 및 제1-2 포트를 포함하고,
상기 제2 포트들은 제2-1 포트 및 제2-2 포트를 포함하는 배열 안테나.
The method of claim 1,
The first ports include a 1-1 port and a 1-2 port,
The second ports include a 2-1 port and a 2-2 port.
청구항 8에 있어서,
상기 제1-1 포트, 제1-2 포트, 제2-1 포트, 및 제2-2 포트는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 중심에 대하여 대칭인 배열 안테나.
The method of claim 8,
The 1-1 port, the 1-2 port, the 2-1 port, and the 2-2 port are symmetrical with respect to the centers of the first substrate and the second substrate.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 패치는, 상기 제1 패치의 중심에 대하여 일정 폭을 가지는 직사각형 형태의 구멍을 포함하는 배열 안테나.
The method of claim 2,
The array antenna of claim 1 , wherein the first patch includes a rectangular hole having a predetermined width with respect to a center of the first patch.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 패치는, 상기 제2 패치의 중심에 대하여 일정 반지름을 가지는 원형 형태의 구멍을 포함하는 배열 안테나.
The method of claim 3,
The second patch includes a circular hole having a predetermined radius with respect to the center of the second patch.
청구항 1에 있어서,
상기 접지면은 일정 지름을 가지는 원형 형태인 배열 안테나.
The method of claim 1,
The ground plane is an array antenna having a circular shape having a predetermined diameter.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 기판은 세라믹 기판인 배열 안테나.
The method of claim 1,
The array antenna of claim 1 , wherein the first substrate is a ceramic substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 기판은 세라믹 기판인 배열 안테나.
The method of claim 1,
The array antenna of claim 1, wherein the second substrate is a ceramic substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 접지면은, PCB 보드(printed circuit board)인 배열 안테나.
The method of claim 1,
The ground plane is an array antenna that is a printed circuit board (PCB).
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 접지면의 아랫면에는 소스를 인가하기 위한 포트를 포함하는 배열 안테나.
The array antenna of claim 1 , further comprising a port for applying a source to a lower surface of the ground plane.
청구항 18에 있어서, 상기 소스를 인가하기 위한 포트는 동축 케이블(coaxial cable)을 이용하여 소스를 인가하는 배열 안테나.
[Claim 19] The array antenna of claim 18, wherein the port for applying the source uses a coaxial cable to apply the source.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 하이브리드 칩 커플러는 저항을 연결하기 위한 포트를 포함하는 배열 안테나.
The method of claim 1,
The first hybrid chip coupler includes a port for connecting a resistor.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 하이브리드 칩 커플러는 저항을 연결하기 위한 포트를 포함하는 배열 안테나.
The method of claim 1,
The second hybrid chip coupler includes a port for connecting a resistor.
청구항 8에 있어서,
상기 제1-1 포트 및 제1-2 포트는 제1 하이브리드 칩 커플러에 연결되는 배열 안테나.
The method of claim 8,
The 1-1 port and the 1-2 port are connected to the first hybrid chip coupler.
청구항 8에 있어서,
상기 제2-1 포트 및 제2-2 포트는 제2 하이브리드 칩 커플러에 연결되는 배열 안테나.
The method of claim 8,
The 2-1 port and the 2-2 port are connected to the second hybrid chip coupler.
청구항 22에 있어서,
상기 제1-1 포트 및 제1-2 포트에는 90도의 위상차이가 나는 신호가 인가되는 배열 안테나.
The method of claim 22
An array antenna to which signals having a phase difference of 90 degrees are applied to the 1-1 port and the 1-2 port.
청구항 22에 있어서,
상기 제2-1 포트 및 제2-2 포트에는 90도의 위상차이가 나는 신호가 인가되는 배열 안테나.
The method of claim 22
An array antenna to which signals having a phase difference of 90 degrees are applied to the 2-1 port and the 2-2 port.
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